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一種多協(xié)議串行通信接口的設計方法
摘要：文章對多種協(xié)議串行通信進行了分析與討論，給合Linear公司生產(chǎn)的多協(xié)議串口芯片，針對傳統(tǒng)串口通信實現(xiàn)中的問題以及實際的廣域網(wǎng)串行通信的需求，提出了一種多協(xié)議串行接口的設計實現(xiàn)方法。關鍵詞：多協(xié)議串口通信；通信協(xié)議； 收發(fā)器；連接器； 多協(xié)議串口芯片 LTC1546/LTC1544
隨著通信網(wǎng)技術的進一步發(fā)展，越來越多的互連網(wǎng)設備（如路由器、開關、網(wǎng)關、存取裝置）中的串行接口在廣域網(wǎng)（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）中被設計成能夠支持多種物理接口協(xié)議或標準。廣域網(wǎng)串行口協(xié)議包括ＲＳ－２３２，ＲＳ－４４９，ＥＩＡ－５３０，Ｖ．３５ ，Ｖ．３６以及Ｘ．２１等。圖１所示是一個簡單的串行通信接口示意圖。由圖可知，實現(xiàn)多協(xié)議串口通信的關鍵是將連接器送來的不同傳輸方式?平衡、非平衡?和不同電氣信號通過收發(fā)器轉(zhuǎn)換為終端能夠識別并處理的、具有ＴＴＬ電平的信號。
１ 傳統(tǒng)多協(xié)議通信的特點和問題
１．１ “子板”方式
廣域網(wǎng)串口應用中的通用實現(xiàn)方法是為所需的每一種物理協(xié)議提供一個獨立的子板。一個支持ＥＩＡ－２３２，ＥＩＡ－４４９及Ｖ．３５協(xié)議的系統(tǒng)，通常需要三個獨立的子板以及三個不同的連接器。這種方法由于每種協(xié)議要求配置一塊子板，因此系統(tǒng)需要對ＰＣＢ子板、收發(fā)器芯片、連接器等進行管理，這樣既浪費資源，又會使管理工作復雜化。
１．２ 通用連接器方式
為解決“子板”方式的缺點，可使用一塊母板及通用連接器。一個母板上有多種收發(fā)器芯片，可以滿足多串口協(xié)議的要求，并可共用一些通用器件，同時可減少資源的浪費。在配置中，應注意因連接器的管腳較少而帶來的問題，較好的辦法是根據(jù)信號而不是根據(jù)協(xié)議來分配管腳，即給每一個信號分配一個通用管腳，而不管其物理協(xié)議如何定義。如對ＥＩＡ－２３２，ＥＩＡ－４４９，ＥＩＡ－５３０，Ｖ．３５和Ｖ．３６來說，其ＴｘＤ信號可連至連接器相同的管腳。即ＳＤ?ａ?信號連接到管腳２，ＳＤ?ｂ?信號連接到管腳１４。然后利用這對管腳來描述所有協(xié)議的發(fā)送信號ＴｘＤ。
這種方法同樣也會帶來一個問題，即所有收發(fā)器的Ｉ／Ｏ線至通用連接器的管腳必須彼此共用。例如，一個Ｖ．２８驅(qū)動器芯片中的發(fā)送數(shù)據(jù)信號線的接連接器ＤＢ－２５的管腳２；同時，一個Ｖ．１１驅(qū)動器芯片中的發(fā)送數(shù)據(jù)信號線要接至連接器的管腳２和１４；而Ｖ．３５驅(qū)動器芯片中發(fā)送數(shù)據(jù)信號線也會接至連接器的管腳２和１４。這樣，通用連接器的管腳２將同時接有三根信號線，管腳１４接有兩根信號線。這樣，在這一配置中，所有的驅(qū)動器都必須具有三態(tài)特性，以禁止不必要的輸出。若收發(fā)器沒有三態(tài)特性，則需要使用一個多路復用器來選擇相應的輸出端。由此帶來的另一個問題是收發(fā)器在禁止使用時會產(chǎn)生漏電電流。如果選擇了Ｖ．２８協(xié)議，其輸出電壓理論值為１５Ｖ。此時對于Ｖ．１１協(xié)議的驅(qū)動器會被禁用，而處于三態(tài)時，其輸出漏電電壓就必須足夠低，才能使得連在同一連接器管腳的Ｖ．２８協(xié)議的驅(qū)動器信號不受影響。如果在發(fā)送器與接收器之間有隔斷開關，則開關也要考慮漏電情況。
１．３ 串口的ＤＴＥ／ＤＣＥ模式切換
ＤＴＥ／ＤＣＥ的切換可通過選擇不同的連接器轉(zhuǎn)換電纜來實現(xiàn)，這樣
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